(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：０．１〜０．５％（質量％、以下同じ）、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｆｅ：０．２〜０．６％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｐｂ：２〜３０ｐｐｍを含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなる組成を有し、表層部の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径が５０μｍ以下、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＭｇ濃度が平均Ｍｇ濃度の１．２〜１０倍、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の３〜２５倍、マトリックス中に析出しているＭｇ量が０．０３％以下であることを特徴とする平版印刷版用アルミニウム合金板。
【請求項２】
Ｃｕ：０．０５％以下（０％を含まず、以下同じ）を含有することを特徴とする請求項1記載の平版印刷版用アルミニウム合金板。
【請求項３】
請求項１または２記載のアルミニウム合金の鋳塊を、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上均質化処理した後、開始温度を３５０〜４５０℃とする熱間粗圧延を行い、ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３００℃以下の温度で終了し、その後、４００℃以上の温度で中間焼鈍を施し、加工度８０％以上の冷間圧延を行うことを特徴とする平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２記載のアルミニウム合金の鋳塊を、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上均質化処理した後、開始温度を３５０〜４５０℃とする熱間粗圧延を行い、ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３００℃以下の温度で終了し、その後、冷間圧延を行い、冷間圧延の途中で４００℃以上の温度で中間焼鈍を施し、冷間圧延の合計加工度を８０％以上とすることを特徴とする平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平版印刷版用アルミニウム合金板、とくに電気化学的エッチング処理による粗面化に適した平版印刷版用アルミニウム合金板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平版印刷版（オフセット印刷版を含む）の支持体としては、一般にアルミニウム合金板が使用されており、支持体については、感光膜の密着性向上と非画像部の保水性向上の観点から粗面化処理が行われるが、近年は、製版適性や印刷性能が優れていること、コイル材での連続処理が可能なことなどから、支持体用アルミニウム合金板の表面を電気化学的エッチング処理により粗面化する手法が急速に発展している。
【０００３】
電気化学的エッチング処理により比較的均一な電解粗面化が得られるアルミニウム合金板としては、Ａ１０５０（アルミニウム純度９９．５％）相当材あるいはＡ１０５０相当材をベースとして少量の合金成分を添加した材料が適用されており（例えば、特許文献１、特許文献２参照）、これらの平版印刷版用アルミニウム合金材は、鋳塊を均質化処理、熱間圧延した後、中間焼鈍を施して再結晶組織とした後冷間圧延し、または、冷間圧延し、冷間圧延の途中で中間焼鈍処理を施して、圧延板表面を再結晶組織とした後、２次冷間圧延を行うことにより、電気化学的エッチング処理時のピットの発生を均一にし、印刷版としての処理を行った場合におけるストリークの発生を防止している。
【特許文献１】特開平８−３３７８３５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０８５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、電解特性の向上により電解処理において均一、微細なピットの形成が達成できる平版印刷板版用アルミニウム合金材を得ることを目的として、従来提案された材料をベースとして、成分組成についてあらためて検討を行った結果、Ｍｇ、Ｐｂを含有させ、表層部のＭｇ、Ｐｂ濃度を表層部よりも深い領域のＭｇ、Ｐb濃度に比べて特定倍率高めるとともに、マトリックス中のＭｇの析出を抑制した材料が有効であること、このような組織性状のアルミニウム合金板を製造するためには、熱間粗圧延の開始温度、熱間仕上げ圧延の終了温度の制御が重要であることを見出した。
【０００５】
本発明は、上記の知見に基づいて、さらに試験、検討を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、表層部での適度なＭｇ濃縮度、Ｐｂ濃縮度が得られ、電気化学的エッチング処理時のピットの発生が均一で、印刷版としての処理を行った場合におけるストリークの発生がない平版印刷版用アルミニウム合金板とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１による平版印刷版用アルミニウム合金板は、Ｍｇ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｆｅ：０．２〜０．６％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｐｂ：２〜３０ｐｐｍを含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなる組成を有し、表層部の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径が５０μｍ以下、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＭｇ濃度が平均Ｍｇ濃度の１．２〜１０倍、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の３〜２５倍、マトリックス中に析出しているＭｇ量が０．０３％以下であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２による平版印刷版用アルミニウム合金板は、請求項１において、Ｃｕ：０．０５％以下を含有することを特徴とする。
【０００８】
請求項３による平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法は、請求項１または２記載のアルミニウム合金の鋳塊を、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上均質化処理した後、開始温度を３５０〜４５０℃とする熱間粗圧延を行い、ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３００℃以下の温度で終了し、その後、４００℃以上の温度で中間焼鈍を施し、加工度８０％以上の冷間圧延を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項４による平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法は、請求項１または２記載のアルミニウム合金の鋳塊を、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上均質化処理した後、開始温度を３５０〜４５０℃とする熱間粗圧延を行い、ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３００℃以下の温度で終了し、その後、冷間圧延を行い、冷間圧延の途中で４００℃以上の温度で中間焼鈍を施し、冷間圧延の合計加工度を８０％以上とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表層部での適度なＭｇおよびＰｂの濃縮度が得られ、電気化学的エッチング処理時のピットの発生が均一で、印刷版としての処理を行った場合におけるストリークの発生がない平版印刷版用アルミニウム合金板とその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の平版印刷版用アルミニウム合金板における含有成分の意義および限定理由について説明すると、Ｍｇは、印刷板の強度を確保し、また、ＳｉとＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物を形成して、単体Ｓｉとしての析出を抑制する。Ｍｇ含有量が０．１％未満では強度向上の効果が小さい。Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物は電解中にある特定方位（Ｃｕｂｅ方位）の結晶粒内でのピットの偏在化を助長（ピット粗大化と未エッチング領域が増加）するから、マトリックス中に析出しているＭｇ量は０．０３％以下が好ましく、０．０３％を超えると、ピットが不均一な部分が多くなり面質ムラ等の外観不良がより際立つ。Ｍｇ含有量が０．５％を超えると、マトリックス中にＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物として析出するＭｇ量が０．０３％を超え、電解処理時のピットが不均一になり易い。Ｍｇのさらに好ましい含有範囲は０．２〜０．５％である。
【００１２】
Ｍｇを含有するアルミニウム合金においては、とくに均質化処理時、熱間圧延時の加熱、中間焼鈍などの熱処理によりＭｇが表層部に濃縮するため、Ｍｇ酸化物（ＭｇＯ系酸化物）を主体とする酸化皮膜が形成され易く、この酸化皮膜は、活性且つ多孔質（ｐｏｒｏｕｓ）であるため、電解粗面化処理において処理液との濡れ性が良くなり、粗大化が促進される反面、ピットが不均一になり易い。このため、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＭｇ濃度が平均Ｍｇ濃度の１．２〜１０倍であることが望ましく、１．２倍未満では粗面化促進効果が得られず、１０倍を超えるとピット形態が不均一となる。
【００１３】
Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系金属間化合物を生成し、またＳｉと共存してＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を生成し、これらの化合物の均一分散により、これらの化合物がピット発生の起点となって電解処理時にピットの形成を均一にし且つピットを微細に分布させる。Ｆｅの好ましい含有量は０．２〜０．６％の範囲であり、０．２％未満では化合物の分布が不均一となって、電解処理時のピットの形成を不均一にする。０．６％を越えると、粗大な化合物が生成し、粗面化構造の均一性が低下する。
【００１４】
Ｓｉは、Ｆｅと共存してＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を生成し、該化合物の分散により、これらの化合物がピット発生の起点となって電解処理時のピットの形成を均一にし且つピットを微細に分布させる。Ｓｉの好ましい含有量は０．０３〜０．１５％の範囲であり、０．０３％未満では化合物の分布が不均一となって、電解処理時のピットの形成を不均一にする。０．１５％を越えると、粗大化合物が生成し、また単体のＳｉの析出が生じ易くなって粗面化構造の均一性が低下する。
【００１５】
Ｔｉは、鋳塊組織を微細にし、また結晶粒を微細化し、その結果、電解処理時のピット形成を均一にして、印刷版としての処理を行ったときのストリークの発生を防止する。Ｔｉの好ましい含有量は０．００５〜０．０５％の範囲であり、０．００５％未満ではその効果が小さく、０．０５％を越えて含有すると、Ａｌ−Ｔｉ系の粗大な化合物が生成して粗面化構造が不均一となり易い。なお、鋳塊組織の微細化のために、ＴｉとともにＢを添加する場合には、Ｔｉを０．０１％以下の範囲で含有させるのが好ましい。
【００１６】
Ｐｂは、表層部に濃縮させることにより、電解処理時のピットを微細化し、ピット形成の均一性を高めるよう機能し、所望のピットパターンを得ることが可能となる。Ｐｂの好ましい含有量は２〜３０ｐｐｍの範囲であり、２ｐｐｍ未満ではその効果が小さく、３０ｐｐｍを超えて含有すると、粗面化構造が不均一となり易い。表層部に濃縮したＰｂは、粗面化構造の不均一性を改善し、Ｍｇ酸化物による活性化を抑制するよう機能する。Ｐｂの濃縮度は、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の３〜２５倍であることが望ましく、３倍未満ではＭｇ酸化物による影響を抑制する効果が十分でなく、２５倍を超えると面溶解が生じ易くなる。
【００１７】
Ｃｕは、アルミニウムに固溶し易く、０．０５％以下の含有範囲でピットを微細化する効果を有する。０．０５％を越えて含有すると、電解処理時のピットが粗大且つ不均一になり易い。
【００１８】
本発明による平版印刷版用アルミニウム合金板の製造は、前記の成分組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を連続鋳造などにより造塊し、得られた鋳塊を均質化処理後、熱間圧延、中間焼鈍、冷間圧延、または、熱間圧延後、冷間圧延し、冷間圧延の途中で中間焼鈍し、二次冷間圧延することにより行われる。
【００１９】
まず、前記の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊の圧延面表層を面削して、ストリークスの原因となる不均一な組織を除去した後、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上の均質化処理を行う。この均質化処理により、過飽和に固溶しているＦｅ、Ｓｉを均一に析出させ、電解処理時に形成されるエッチングピットが微細な円形となり耐刷性が向上する。また、鋳造時に生成したＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物が固溶し、ピットの偏在化が起こらなくなるので面質ムラの発生が抑制され外観を損なわない。均質化処理温度が５００℃未満では、Ｆｅ、Ｓｉの析出が過度に進行し、ピットパターンが不均一になり易い。６１０℃を越える温度で均質化処理を行うと、Ｆｅの固溶量が増大するため、結果的にピット発生の起点となる微細な析出物が減少する。均質化処理の保持時間が１ｈｒ未満では、Ｆｅ、Ｓｉの析出が不十分となりピットパターンが不均一となり易い。
【００２０】
熱間圧延は、通常、熱間圧延ラインにおいて、粗圧延スタンドで熱間粗圧延を行った後、圧延材を仕上げ圧延スタンドに移行して、仕上げ圧延スタンドで熱間仕上げ圧延を行い、熱間圧延材としてコイルに巻き取ることにより行われるが、この場合、本発明においては、熱間粗圧延を３５０〜４５０℃で開始し、ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３００℃以下で終了する。この熱間圧延において、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＭｇ濃度が平均Ｍｇ濃度の１．２〜１０倍、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の３〜２５倍となるＭｇとＰｂの濃縮度を得ることができる。また、マトリックス中へのＭｇの析出を抑制して、析出しているＭｇ量を０．０３％以下とし、電解処理において好ましい粗面化構造を得ることができる。
【００２１】
熱間粗圧延の開始温度が３５０℃未満では、材料の変形抵抗が大きく圧延パス回数が増加して生産性を低下させる。４５０℃を超える温度では、Ｍｇの析出を抑制し難くなる。熱間粗圧延に続いて熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３００℃以下の温度で終了し、コイルに巻き取る。熱間仕上げ圧延の終了温度が３００℃を超えると、Ｍｇの析出を抑制し難くなる。
【００２２】
上記の条件で熱間圧延を行った後、４００℃以上の温度で中間焼鈍を施し、その後、加工度８０％以上の冷間圧延を行い、または、上記の条件で熱間圧延を行った後、一次冷間圧延を行い、４００℃以上の温度で中間焼鈍を施し、その後、二次冷間圧延を行い、冷間圧延による合計加工度を８０％以上とすることにより、冷間圧延後の最終圧延材において、表層部の圧延材の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径を５０μｍ以下とし、さらにマトリックス中に析出しているＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物を固溶させ、印刷板の面質ムラを防止することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、本発明の効果を実証する。これらの実施例は、本発明の好ましい一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
実施例１、比較例１
表１に示す組成を有するアルミニウム合金を溶解、鋳造し、得られた鋳塊の圧延面を５ｍｍ／片面づつ面削して厚さ５００ｍｍとし、各鋳塊について、表２に示す条件で均質化処理、熱間圧延を行い、熱間仕上げ圧延で板厚３ｍｍとして、コイルに巻き取った。熱間圧延後、４５０℃の温度で中間焼鈍を施し、その後、冷間圧延を行って、板厚０．３ｍｍの冷間圧延材とした。なお、表１〜２において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【表２】
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【００２７】
冷間圧延材を試験材として、以下の方法で、圧延材の表層部の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径、マトリックス中の析出しているＭｇ量を測定し、表層部におけるＭｇとＰｂの濃縮度を評価した。結果を表３に示す。
【００２８】
平均再結晶粒径の測定：試験材の表面を脱脂洗浄後、鏡面研磨した後、パーカー氏液で陽極酸化し、光学顕微鏡の偏光モードで結晶粒観察を行って、圧延方向と直交する方向の結晶粒径を切片法により求めた。
【００２９】
マトリックス中の析出しているＭｇ量の測定：図１に示すようなフェノール残渣分析法によって総金属間化合物中のＭｇ量を調べ、マトリックス中に析出しているＭｇ量を求めた。
【００３０】
表層部におけるＭｇ、Ｐｂの濃縮度：表層部のＭｇ、Ｐｂ濃度と内部のＭｇ、Ｐｂ濃度の比較は、２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によりＭｇ、Ｐｂの深さ分析（デプスプロファイル測定）を行い、表面の最も高いＭｇ、Ｐｂ濃度のカウント数と、内部のアルミ素地中からのカウント数との比により求めた。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
また、試験材（冷間圧延材）について、以下の方法により、面質ムラ、ストリークスの有無を観察し、未エッチング部の発生についての評価、エッチピットの均一性の評価を行った。結果を表４に示す。
【００３３】
冷間圧延材を、脱脂（溶液：５％水酸化ナトリウム、温度：６０℃、時間：１０秒）−中和処理（溶液：１０％硝酸、温度：２０℃、時間：３０秒）−交流電解粗面化処理（溶液：２．０％塩酸、温度：２５℃、周波数：５０Ｈｚ、電流密度：６０Ａ／ｄｍ２、時間：２０秒）―デスマット処理（溶液：５％水酸化ナトリウム、温度：６０℃、時間：５秒）−陽極酸化処理（溶液：３０％硫酸―温度：２０℃、時間：６０秒）し、水洗、乾燥して、一定の大きさに切り取り試験片とした。
【００３４】
各試験片について、面質ムラ、ストリークスの有無を観察した。また、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、５００倍の倍率で表面を観察し、視野の面積が０．０４ｍｍ２となるよう写真を撮影し、得られた写真から未エッチング部の発生、エッチングピットの均一性を評価した。
【００３５】
面質ムラの有無の観察：試験片の表面に面質ムラが目視で観察されるものを不良（×）、面質ムラが観察されないものを良好（○）として評価した。
ストリークの有無の観察：試験片の表面にストリークが目視で観察されるものを不良（×）、ストリークが観察されないものを良好（○）として評価した。
未エッチング（未エッチ）部の発生についての評価：未エッチング部が２０％を超えるものは不良（×）、２０％以下のものは良好（○）とした。
エッチピット（ピット）の均一性の評価：円相当直径が５μｍを越える大きなピットが全ピットに対して面積率で１０％を超えるものは不良（×）、１０％以下のものは良好（○）とした。
【００３６】
【表４】
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【００３７】
表４にみられるように、本発明に従う試験材１〜４はいずれも、ムラ模様、ストリークを生じることがなく、電解処理後のエッチング性に優れ、全面に均一なエッチングピットが形成されている。
【００３８】
これに対して、試験材５はＰｂ量が少ないため、電解処理において十分な粗面化が得られず、また試験材６はＰｂ量が多いため、いずれも粗面化処理におけるピットの均一性が低下した。試験材７はＭｇ量が多いため、マトリックス中に析出しているＭｇ量が多くなり、面質ムラが生じた。
【００３９】
試験材８は熱間粗圧延の開始温度が高く、試験材９は熱間仕上げ圧延の終了温度が高いため、いずれも、所定のＭｇとＰｂの濃縮度が得られず、また、Ｍｇの析出が多くなり、電解処理時のピットパターンが不均一となった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】マトリックス中の析出しているＭｇ量の測定方法を示すフローチャートである。
【図１】
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